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电驱动的终极方案 看日本如何玩转氢能源车

2019-02-14 22:24:45 来源: PCauto 作者:韩蕊
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  【太平洋汽车网 新车频道】氢燃料电池汽车作为汽车电动化、低碳化的重要方向,对于改善未来能源结构、发展低碳交通具有深远意义。在全球大多数国家都以纯电动汽车和混合动力汽车为主攻方向之时,日本人是如何直接以“三级跳”的姿势直奔“终极环保”阶段,投身氢燃料电池车行列?让我们来一探究竟。

电驱动的终极方案 看日本如何玩转氢能源车

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传统动力电池的痛点 被氢燃料电池完美解决了?

  传统动力电池(干电池、蓄电池)是一种储能装置,把电能贮存起来,需要时再释放出来;而氢燃料电池是一种发电装置,是把化学能直接转化为电能的电化学发电装置。

电驱动的终极方案 看日本如何玩转氢能源车

  相较于锂电池,氢燃料电池具有能量密度高、续航里程长、整备质量轻、性能提升空间大等诸多优点。单纯从用户体验和摆脱里程焦虑的角度考虑,氢燃料电池对蓄电式纯电动车有着碾压优势。

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  不过,目前中国新能源的国策是主推蓄电池纯电动车(BEV),虽然动力电池的技术瓶颈暂未突破,但产业链布局已经形成了规模。反观氢燃料电池车(FCV)领域,它同样需要BEV领域的动力电池组(只不过容量更小),而氢燃料电池必须的关键材料,如催化剂、质子交换膜、双极板等,在国内产业链基本处于起步阶段,造价高,产能低,仅能满足商用级别的需求,动辄七位数的加氢站建设成本也阻挡了氢燃料电池车进入乘用车市场的风头。

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  地球上氢元素含量丰富,且能量密度高、更加环保清洁。但氢燃料电池成本高、落地困难,现阶段不靠政府补贴很难走下去。加氢站建设投资成本高,发展滞后。此外,氢气易燃易爆,存在一定的安全隐患。降低成本、存储、和加氢站建设是最核心的三个突破点。

电驱动的终极方案 看日本如何玩转氢能源车

  日本在氢能源的探索给了我们新的希望,接下来就让我们一起来看看日本氢能源的发展。

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日本:氢能源时代的急先锋!

  电动汽车当道,当其他国家还在观望,或坚守燃油、或大力发展传动动力电池的时候,日本已经在氢能的利用上走在世界前列。日本提出了“氢能社会”的构想,丰田量产了第一辆性能优越的氢电池车Mirai,本田也推出了Clarity,加氢三分钟,续航750公里,日本在“朝氢走”的道路上走得特别坚定。

日本氢能源型社会 发展现状与前进展望

日本氢能源发展的天时/地利/人和

  1.日本岛国资源匮乏、而且氢能源环保、高效且制法多样:

电驱动的终极方案 看日本如何玩转氢能源车

  2.日本气候严寒,氢燃料电池系统的工况受低温影响较小,具有天然优势;锂电池的低温性能到今天都得不到很好的解决,PTC热敏电阻或小排量内燃机等保温方法各有缺点,这也是日本不广泛推广纯电动车的重要缘由。

日本氢能源型社会 发展现状与前进展望

  3.日本国土狭长、人口稠密,加氢站建设具有可行性:一个加氢站覆盖100平方公里左右的面积,就算仅仅将加氢站在日本沿海布局,也基本可以满足日本加氢的需求了。同时,由于日本人均收入高,家庭布局小型制氢站也成为一个可能性,这是“氢能社会”的微观元素。

电驱动的终极方案 看日本如何玩转氢能源车
中、日、韩加氢站密度对比图

  ◆ 小

  氢燃料电池车或许是一种非常具有地域特色的解决方案,尤其适合狭窄,人口稠密,能源匮乏以及高度要求环保的地点:是因为天时地利,也是因为无可奈何,日本成为了全球氢能利用的急先锋。

氢燃料电池优劣势分析及日本国土适应性简表
分类  内容 日本国土适应性
 优势 含量丰富 日本资源匮乏,适合利用氢能源发展
 能量密度高,无污染氢能源高效,能解决传动电动车的里程焦虑 
 劣势成本高 日本政府投入资金补助,鼓励氢能源汽车发展 
 加氢站建设滞后日本国土狭长,能合理利用建成的加氢站
 存在安全隐患氢气超高的能量效率依旧吸引着我们进行探索研究 
本政府大力支持氢能源汽车发展

  为了鼓励市民在奥运期间也使用氢燃料电池车,东京政府会承担80%的补贴。另外,氢燃料电池车加氢站也在东京加紧建设中,预计到2030年东京氢燃料电池汽车加氢站会超过150个,车辆数量会超过20万辆。

日本氢能源型社会 发展现状与前进展望

  日本工业部长Seko也在去年9月份表示,“电动汽车的发展趋势在增长,销量在增加。但我们不能突然跳上电动汽车,要捍卫政府对氢能的承诺。政府仍然致力于向“氢气社会”转型项目投入资金。” 

  2018年8月9日,日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)、东芝能源系统、东北电力及岩谷产业合作,开始在福岛县浪江町建设利用可再生能源制氢的氢能源系统 “福岛氢能源研究站(Fukushima Hydrogen Energy Research Field (FH2R))”。

日本氢能源型社会 发展现状与前进展望

  “福岛氢能源研究站” 每年能利用毗邻的光伏发电设备和系统电力,通过1万kW的制氢装置来制造、储藏和供应最大900吨的氢。此次实证运行的最大课题是,如何利用氢能源运行系统实现氢的制造和储藏与电力系统供需平衡的最佳组合。

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